BIM與RFID導入技術需求

的資訊交換與共享。目前BIM 應用軟體開發廠商如 Autodesk、Bentley…等，為了配合 不同專業部門設計，上述廠商亦根據設計類型開發不同設計軟體，如 Autodesk Revit Architecture、Autodesk Revit MEP、Autodesk Revit Structure、Bentley Architecture、

Bentley Structural…等。

本研究以開放式建築內裝填充體整建研究主體，採用 Autodesk Revit Architecture 2010、Autodesk Revit MEP 2010 等軟體交互運用以達本研究之 BIM 模型之建立。表 5-1 為本研究操作上述軟體所使用的電腦硬體配備。

表 5-1 本 研 究 之 BIM 軟 體 電 腦 操 作 配 備

(資料來源：本研究整理)

作業系統 Microsoft Windows XP (SP2)

CPU AMD Athlon 雙核心，1.6 GHz 瀏覽器 Microsoft Internet Explorer 7.0

BIM 之應用主要是透過 3D 視覺化方式，提前呈現設計方案的擬真模擬建築外型與 空間情境。施工之前即能多方審視並確認需求，減少設計單位、業主及相關工程師作 單位間在設計文件判讀與情境認知上的落差。同時 BIM 模型的內部參數資訊，能精確 傳達設計要求，如此就能大幅提升不同專業類別間有效溝通及介面整合管理的便利 性，同時也是不同專業類別模型達成實體整合的媒介，減少因專業用語不同所造成溝 通不良及圖面不同部的問題發生。BIM 在設計階段前期即能檢核出大部分施工可能發 生的介面衝突，建造品質因而獲得提升，亦能精確的計算施工材料所需數量，確保業 主的成本得以控制。BIM 作業利用電腦系統的強大運算能力，不僅是模擬繪圖的一種 服務，更能進行模型構造原件定義與檢討，並呈現真實數量計算之設計模型。

BIM 模型之構成在以建築物之元件：柱、地板、牆、屋頂、窗、門、樓梯和其他 物件組成依建築物整體模型。當設計者無論以任一個視角修改建物 BIM，相關聯的各 類型圖均會自動更新。

BIM 服務在建築物已開始朝全生命週期應用發展，在設計階段可作為偵測錯誤與 衝突、免除錯誤延伸至施工階段，造成不必要的施工成本支出。此外，在營運維護階 段可直接應用前階段建立的峻工模型，避免需要重覆建立資料的浪費，也可減少整合 資料時因格式差異而產生系統不相容的問題。下表 5-2 為 BIM 於各階段性任務項目，

後段內容將依循表 5-2之項目加以詳述說明。

表 5-2 BIM 於 各 階 段 性 任 務 架構中央模型存放區(Central Model Folder)，該區資料主要分為元件、基本資料、現行 版本及舊版本，資料檔案分類完善，以確保專業人員獲取最新版，且經核准確認過的

(三) 施工階段

善用設計階段完成的 BIM 模型，快速讓現場工程師了解本案內容，除此之外，部 分在表面上不易查覺的細節，亦可透過模型觀察詩作，達成各工項間的共識，並提供 包商施工圖面，參考 BIM 模型對照現場空間，施工人員建立正確施作之明確印象，可 降低工項錯誤的機會，且避免工程進行中所碰到的衝突。原規劃已導入 BIM 作業，在 施工過程中應該可減少變更設計的機率，為實際施工中仍有因格局或建材規格修正，

或施工過程期間常有現場指示等多重變更狀況。藉由此3D 模型繪圖環境，可發揮及時 剖切透視圖面，達到所見及所得，快速完成重繪，進行衝突檢核，藉以修正施工時的 錯誤。透過BIM 系統中碰撞檢核功能，製作 BIM 檢核服務表，以圖形表達方式知會查 詢人員關於各類的構件在空間中彼此碰撞或干涉情形的詳細資訊。透過內建的資訊處 理能力，BIM 在一些已知的應用中，已為工程專案執行帶來正面的效果和助益。

(四) 文件處理

整合過程中除了圖面產生外，亦能同時產生各式數量明細表。模型建置時，依據 設計單位提供各工項的參數資料，例如：將牆體的材料、門窗的樣式、房間的編碼…

等資訊輸入該構件的資料欄位後，即可迅速的自動產生數量明細表。

貳、RFID 之導入技術需求

本計畫將依照開放式建築各階段整合內容，評估分析於整建過程中，因應管理需 求，導入RFID 技術之可行性，評估流程主要可包含以下階段：(一)規劃設計階段、(二) 生產製造階段、(三)營造施工階段、(四) 使用維護與循環再生階段，茲將各部份作業 需求內容說明如下：

(一) 規劃設計階段

此階段首先建議由設計單位依據使用者需求及構件選擇原則下，進行設計圖說，

設計單位完成建物設計圖說後，為配合RFID 技術之導入，針對各構件進行構件編碼；

為因應RFID 標籤儲存容量限制，故必須將構件編碼做最簡易、最清楚之編排。然而不

同參與單位，各自有其不同之編碼原則，如設計單位有其編碼系統，而生產廠商之構 件製作與施工單位構件安裝，為便利構件管理，其編碼方式又各自不同。由於編碼系 統不統一，造成各階段構件資訊溝通不良，以及施工管理自動化之困難，故在建物規 劃設計階段須將構件編碼做一致性的統一。依據上述開放式建築構件在設計階段之平 面圖構件編碼與施工組裝階段之構件編碼並不相同，且構件在生產製造完成後，以人 工書寫標示構件編碼，如此作業方式，易造成不同階段介面資訊整合不易、構件管理 效率欠佳，且因溝通不良而發生人為疏失與品質追蹤困難之問題。因此，如何訂定統 一之編碼系統，有其需求與必要性，本研究後續亦將針對開放式建築構件編碼系統提 出建議，考量因素包含：

(A) 構件各階段整合需求性與推動管理自動化之可行性，同時考量編碼之設計要 求。

(B) 參考現行各階段編碼方式。

(C) 根據現行構件類別編碼。

(D) 不同案例別。

(E) 構件樓別。

(F) 構件分類。

進而評估出一構件編碼系統架構，此架構包含：(1)工程專案；(2)樓層別；(3)構件 類型；(4)序號等四項，若考慮未來之擴充性，可在其後增加碼號，以玆使用。

最後之程序再匯入構件時程資料庫，依據構件施工時程，結合 3D 圖說，作即時 4D 動態顯示工期進度；除了可對單一構件資料查詢及修改外，對於相關系統工法施工 規範亦可做連結查詢。對於整體建築也可以做初步構件單價及總價分析，提供規劃階 段所需之資訊。

(二) 生產製造階段

RFID Tag資訊應用

運 RFID Tag

置入構件

改資料內容，因此特別適用在各種環境複雜或需在移動性辨識物上使用，而所讀取之 資料正確性及信賴度極高，且因為系統可攜性高，大幅減少有線硬體架設時間。

有鑑於營造工地施工環境不佳，基地面積往往有一定之規模，而工程施工面隨著 施工進度、作業項目的推展，而成水平面與垂直面之變動，使得工地現場資料來源，

不斷隨著工程進度在改變。資料輸入辨識與傳輸若是透過線路傳送往往易造成中斷與 不便，尤其是經常性移動之機具或物料，其資料傳輸更為不易。在這種情況下，RFID Tag 之抗污損、非光學式資料讀取、耐久性高等諸多較條碼優越之特性，配合無線網 路資訊傳輸技術，對環境惡劣之營造施工現場在使用上相當有利。因此，採用RFID 無 線傳輸系統來處理工地各作業之相關資料，將是合適的選擇。圖 5-6為RFID 設備結合 無線網路資料傳輸系統示意圖，在RFID 資料讀取器(RFID Reader)辨識 Tag UID 後，經 由無線電波傳送至現場管制中心之電腦(Host Computer)；管理者在工務所的「現場管制 中心」，透過即時(Real-Time)之資料收集方式，可充分掌控構件組裝管理狀況，強化現 場管理自動化能力與效率。

圖 5-6 RFID 結合無線網路資料傳輸系統架構圖 (資料來源：本研究整理)

(四) 使用維護與循環再生階段 (A) 使用維護階段

此階段建議使用者可對於施工階段構件品質及組裝異常等紀錄查詢，若需建物循 環再生則提供構件結構設計參數及堪用程度查詢，提供建物變更重新組裝時，結構設 計再分析之基礎；另外提供構件上Tag 健康度之檢驗。

未來若構件上皆附有RFID 標籤，其 RFID 標籤可視為紀錄構件系統資料與實體構 件之間的重要溝通煤介，因此確保RFID 標籤維持其應有功能，需建立出 RFID 標籤檢 核制度。並透過檢核方法，進行週期性的RFID 標籤檢核，因此建議對於因故毀損或超 出使用年限而不堪使用的RFID 標籤進行置換，以下特擬定此檢核方法對 RFID 標籤檢 核後，判定RFID 標籤可否使用的標準為標籤健康度，其 RFID 標籤健康度檢核之建議 詳述如下：

(a) 檢測流程

首先進行外觀檢測，若發生污損，如表面沾污或進水，則建議進行置換，並進行 下一步檢測，直接對RFID 標籤進行讀取，對無法讀取到資訊的 RFID 標籤進行置換。

隨後對於標籤內各健康度資訊做檢核，決定是否置換標籤。目前研訂標籤健康度資訊 以下列四項做決定：(1)污損情況、(2)使用年限情況、(3)最遠距離讀取率情況、(4)最 遠距離辯識率情況，並依序逐項測試，若任一項未達標準，即建議置換該標籤，檢測 流程圖如圖 5-7所示。

圖 5-7 RFID 標籤健康度檢測建議流程圖 (資料來源：本研究整理)

(b) 標籤健康度檢測項目

如前述檢測過程中，會以各項測試決定標籤是否應進行置換，茲將各檢測項做一 簡要說明。最遠讀取距離由標籤第一次使用時決定，對於標籤資訊進行寫入後，進行 測試，得出其最大可讀距離，定為最遠距離。再依此距離進行測試，決定該受測標籤 讀取率以及辨識率。對於RFID 標籤進行反覆性的讀取，並根據讀取成功的次數，除以 總測試次數，即為該標籤讀取率；辨識率測試方式類似於讀取率，差別在於需完整的 傳回標籤內所含資訊，才算是辨識成功，並依辨識成功次數除以總次數，為該標籤辨 識率。

目前資訊系統將各流程依檢測者操作進行情況，會給予流程提示圖以及引導性操

目前資訊系統將各流程依檢測者操作進行情況，會給予流程提示圖以及引導性操